独叶草构件生长及其与环境的关系

为探求濒危植物独叶草 (Kingdoniauniflora)种群保护的策略 ,通过样地调查、室内测定和统计分析 ,对太白山地区独叶草种群的营养构件 (根、茎、叶 )的生长发育过程进行了系统的研究 ,并对其所处群落的生境因子进行了分析。结果表明 :不同生境条件下的独叶草各营养构件的生长发育规律均可用方程 y =A B1 x B2 x2 B3x3表示 ( y为构件数量特征 ,A、B为常数 ,x为个体年龄 )。生长于不同群落内的独叶草种群各营养构件生长发育水平具有显著差异 (P <0 .0 5 ) :巴山冷杉 (Abiesfargesii)林下 (海拔 2 70 0～ 2 90 0m)的独叶草种群 ,其营养构件在数量和形态发育指标上最优 ;生长于太白红杉 (Larixpotaniniivar .chinensis)林下 (海拔 2 90 0～ 310 0m)的种群次之 ;生长于牛皮桦 (Betulautilis)林下 (海拔 2 5 0 0～ 2 70 0m)的种群较差。运用主成分分析 (PCA)方法对影响独叶草种群构件结构的 9个环境因子进行了分析 ,发现人为干扰、光照、气温、湿度 ,土壤 pH值、土壤水分是影响独叶草生长发育最主要的因素 ;土壤腐殖质厚度、有机质含量和群落盖度也有一定影响。独叶草种群以无性繁殖为主 ,生存环境特殊 ,应以就地保护为主 ,对其赖以生存的牛皮桦、巴山冷杉和太白红杉群落应重点保护 ,减少人为干扰 ,不提倡引     

新型甘露聚糖酶-乙酰酯酶双功能酶的功能和结构域协同研究

[目的] 分析鉴定高效木质纤维素降解菌群EMSD5来源的新型甘露聚糖酶-乙酰酯酶双功能酶44884,解析催化域间的协同关系,以及碳水化合物结合模块（CBM）对催化域特性的影响,拓展对该类双功能酶的认识,为甘露聚糖酶的升级改造和应用提供依据。[方法] 通过大肠杆菌异源表达甘露聚糖酶-乙酰酯酶双功能酶44884,并构建截短和定点突变的突变体,利用TLC和DNS法比较野生型和突变体的酶学性质。[结果] 成功对44884全长和突变蛋白进行克隆表达,并发现44884中2个催化域能够彼此促进各自产物的释放,而且以双功能酶形式存在时,这种促进效果更为明显。44884中的2个CBM65均有甘露聚糖和结晶纤维素结合活性,且CBM65的存在并不改变甘露聚糖酶和乙酰酯酶的最适反应条件和水解模式。虽然CBM65显著降低了2个催化域的热稳定性,但水解天然底物时,2个CBM65对各自临近催化域的水解具有明显的促进效果。[结论] 本研究首次发现并探究了新型甘露聚糖酶和乙酰酯酶形成的双功能酶44884的功能,解析了催化域之间高效的协同效应,以及新型甘露聚糖结合模块CBM65对双功能酶水解的促进作用。     

Variations of Water-Soluble Carbohydrate Contents in Different Age Class Modules of Leymus chinensis Populations in Sandy and Saline-Alkaline Soil on the Songnen Plains of China

Leymus chinensis （Trin.） Tzveh is a rhizomatous perennial herbage of Gramineae. Reproduction is mainly by vegetative reproduction. Tillering nodes and rhizomes of L. chinensis serve as organs for both vegetative reproduction and nutrient storage. Water-soluble carbohydrate （WSC） contents were measured in tillering nodes, nodes and Internodes of rhizomes of different age classes of L. chinensis populations at three development stages, namely the dough ripe stage, the vegetative growth stage after full ripeness, and the withering stage, in two habitats： sandy soil and saline-alkaline soil. The results showed that WSC content in tillering nodes of the three age classes of L. chinensis were all markedly decreased with increasing age in both sandy soil and saline-alkaline solh A similar trend of changes In WSC contents was observed in the nodes and internodes of rhizomes in different age classes In both habitats. The highest WSC contents were in 2-age-class nodes and internodes of rhizomes, followed by those In the 1 age class, with the lowest WSC contents found in 3-age-class nodes and internodes of rhizomes at the dough ripe and vegetative growth stages after full ripening. In turn, WSC contents decreased with Increasing age at the withering stage in both habitats. The WSC content in each age class of internode was higher than that in the node of rhizome at three development stages in both habitats.     

结合基因表达数据和ChIP-chip数据的酵母转录调控模块的识别

活细胞依赖其众多的转录调控模块来实现复杂的生物功能,识别转录调控模块对深入理解细胞的功能及其转录机制有着重要的意义。本文结合酵母基因表达数据和ChIP-chip数据,提出了一种转录调控模块识别算法。该算法通过采用不同的P值阈值分别得到了核心集和粗糙集,然后对核心集和粗糙集进行判别,最后对基因进行扩展之后得到基因转录调控模块。将该算法运用到两个酵母基因表达数据中,得到了一些具有显著生物学意义的基因转录调控模块。与其它算法相比,该算法不仅可以识别含有较多基因的转录调控模块,而且可以识别一些其它算法不能识别的基因转录调控模块。识别得到的基因转录调控模块有着不同的生物学功能,并且有助于进一步理解酵母的转录调控机制。     

不同生境下入侵植物胜红蓟种群构件生物量分配特性

为探究入侵植物胜红蓟在种群构件水平上的生长特性,以更好地了解其整体的生存策略和入侵性,通过测定胜红蓟各构件的生物量、各构件生物量相关性、繁殖构件/营养构件比和根冠比,对Ⅰ房前屋后、Ⅱ菜园地、Ⅲ桔园和Ⅳ路边4种不同生境下的胜红蓟种群构件的生物量分配进行了分析研究。结果表明:不同生境下胜红蓟种群各构件的生物量既存在差异,又存在相同的趋势,即:茎生物量叶生物量根生物量花果生物量;生境Ⅱ胜红蓟总生物量、茎、叶和花果生物量均最大,生境Ⅳ的均最小,两者之间均存在显著差异(P0.05);不同生境中胜红蓟种群的根、茎、叶、花果生物量分配与其各构件生物量大小顺序并不一致,前者各生境间的差异小于后者各生境间的差异;4种生境下繁殖构件与营养构件生物量比大小顺序依次为ⅣⅢⅡⅠ,其值分别为0.069、0.061、0.050和0.042,根冠比大小顺序依次为ⅢⅠⅣⅡ,其值分别为0.211、0.179、0.154和0.090;胜红蓟植株株高与各构件及各构件之间存在极显著正相关(P0.01),株高与各构件的相关性中,株高与茎生物量的相关性最强,相关系数为0.525,各构件的相关性中,茎生物量与叶和花果生物量的相关性较强,其相关系数均大于0.900。胜红蓟种群在不同生境下各构件的生物量、繁殖构件/营养构件比和根冠比表现出的差异显示了其较强的表型可塑性和对异质环境的适应性,可能增强了其入侵性。不同生境下胜红蓟种群各构件生物量相同的趋势及生物量分配比间相对较小的差异显示了胜红蓟种群构件生物量分配模式的相对稳定性。胜红蓟种群各构件间的极显著相关性显示了其整体性的生存策略。     

食物网稳定性机制研究进展:一个基于等级系统的框架

食物网理论沟通了群落生态学和生态系统生态学,将生物多样性和生态系统功能的研究统一起来,是理解生态系统运作机制的关键。自从1973年Robert May的经典研究引发著名的"复杂性-稳定性"论辩之后,人们认识到食物网的稳定性是其结构维持、功能发挥和动态演化的一个重要前提,并开始了对食物网稳定性机制的探索。早期研究主要关注只包含拓扑关系的定性食物网,但后来人们逐渐认识到相互作用强度的重要性,并提出了诸如自限性、弱相互作用、适应性捕食等一系列机制。本文系统梳理了过往研究中模块层面的各类稳定性机制和全网层面对各模块的整合机制,从而清晰地展示了"模块-全网"双层框架的全貌。通过在其基础上的扩展,进而提出了一个基于等级系统的食物网稳定性框架,并从动力学和能量学角度,对各层级内部的稳定性机制以及层级之间的关系进行了探讨,以期为建立普适的食物网稳定性理论提供一些思路。未来的研究方向包括：①将稳定性机制的研究从食物网扩展到更一般的生态网络;②综合考虑生物物理要素、动力学稳定性、系统对能流功率的追求、环境的平稳程度、演化历史等影响因素,从而得到关于食物网结构和动态的更为深刻的认识。     

“七步法”课堂设计与实践：构建研究导向型微生物学“金课”课堂

研究导向型教学是以学生成长和发展为中心的创新性教育模式,其核心目标与“金课”的建设目标一致,强调培养学生的研究技能,使其具有创新性和高阶性。在微生物学一流课程建设过程中,将研究导向型教学理念与BOPPPS课堂[导入(bridge-in)、目标(objective)、前测(pre-assessment)、参与式学习(participatory-learning)、后测(post-assessment)和总结(summary)]组织形式相结合,并创新性引入“提升”模块,以问题为驱动,聚焦科学前沿,融入思政材料,形成导入—目标—前测—参与式学习—后测—提升—总结(七步法)的新型模块化闭环教学模式。该模式的实施能够有效提升课堂教学的逻辑性和组织性,提高教学效率,提升学生分析问题和解决问题的高阶性,为学生将来开展科研工作奠定良好的基础,并为打造以学生为中心的“金课”课堂实践提供借鉴参考。     

扎龙湿地不同生境芦苇种群根茎构件的年龄结构

芦苇是典型的长根茎型克隆植物,天然种群主要依靠根茎的营养繁殖进行更新。采用单位土体挖掘取样,按实际生活年限划分根茎龄级的方法,对扎龙湿地芦苇种群不同龄级根茎进行调查。结果表明,6月份,4个生境芦苇种群根茎构件均由2—6a的5个龄级组成,7—10月份均由1—6a的6个龄级组成。6—10月份,1a根茎长度比率逐渐增加;除盐碱生境略有增加外,其他3个生境2a、3a比率均小幅减少;4—6a比率逐渐减小,根茎长度比率均以3a最大,依次是2a,4a,1a,5a,最高的6a最小。1—3a根茎生物量比率逐渐增加;4—6a比率逐渐减小,均以3a根茎生物量比率最大,依次是4a,2a,5a,6a,以最低1a最小。不同龄级根茎长度和生物量比率与返青后实际生长时间之间均较好地符合直线函数关系(R²>0.91,P<0.01;R²>0.81,P<0.05),6—9月份,根茎长度呈衰退型年龄结构,10月份又转为稳定型结构,整个生长季根茎生物量均为衰退型结构。不同龄级根茎构件在芦苇种群中的地位和作用不同,根茎构件的年龄结构蕴含着种群调节的重要信息。     

白桦的开花时间及生殖构件的数量与树龄和树冠层次的关系

白桦的初始开花结实年龄在不同生境、不同起源情况下是有很大差别的。在相同地生境下,实生苗比萌生苗的始花年龄晚６ａ以上,中生生境的林分始花期要早于湿生生境的林分,在同一年中花期的早晚因林龄而异。花序构件种群、生殖技构件种群以及生殖枝花序数量都与树龄直接相关。花序构件数量壮年期〉老龄期〉结实初期。在同一生殖个体上,构件数量雄花序为中层〉上层〉下层,雌花序数量为土层〉中层〉下层,每个生殖枝平均的花序构件数     

Evaluation of the xylan breakdown potential of eight mesophilic endoxylanases

In biomass degradation using simultaneous saccharification and fermentation (SSF), there is a need for efficient biomass degrading enzymes that can work at lower temperatures suitable for yeast fermentation. As xylan is an important lignocellulosic biomass constituent, this study aimed at investigating the possible differences in xylan breakdown potential of endoxylanases using eight different endoxylanases at conditions relevant for SSF. Both solubilising and degrading capacities of the endoxylanases were investigated using water-insoluble and water-soluble oat spelt xylan as model substrates for biomass xylan. Results showed that selecting for combinations of endoxylanases that are efficient at solubilising xylan on the one hand and degrading it to large extent on the other hand, coupled to high specific activities, seems the best option for complete xylan breakdown in lignocellulosic biomass conversion using SSF.